大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统的制作方法_3

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以均匀分布在石英动态反应池四周的箱体内部。石英动态反应池可以包括三路进气口、一路采样口和一路排气口 ;三路进气口可以分别与三种反应气体(NO/CCl4、丙酮和合成空气)相连,采样口可以与采样装置2连通,排气口可以直接与尾气排气管连接。紫外光源的特供主峰可以为285nm特征波长的紫外光,从而能够有效保证一定浓度范围的PAN和0:14标定气体的动态合成。
[0057]标定装置I的具体工作过程可以如下:气体源装置101将气源(N0/CC14、丙酮和合成空气)经质量流量控制器9,按照设定的流量进入光化学反应池102中,在波长为285nm的紫外光条件下获得预期浓度PAN标定气体和的CCl4标定气体。
[0058]实际应用时,为了使采样装置2能够用于定量采集已合成的PAN和CCl4标定气体,如图2所示,采样装置2可以包括:采样切换阀21,该采样切换阀21的输入端可以通过管路分别与环境大气13和光化学反应池102的输出端连通;十通阀22,该十通阀22的一号孔位可以与采样切换阀21的输出端连通;定量环23,该定量环23的输入端可以与十通阀22的二号孔位连通,定量环23的输出端可以与十通阀22的九号孔位连通;气体采样栗24,该气体采样栗24可以与十通阀22的十号孔位连通。
[0059]采样装置2的具体工作过程可以如下:开启采样切换阀21,使其与环境大气13或光化学反应池102连通、并开启气体采样栗24,使气体样品能够通过采样切换阀21进入定量环23中ο
[0060]其中,为了使分离装置3能够用于对所采集的气体中的目标物进行分离,如图2所示,分离装置3可以为微型色谱柱箱,该微型色谱柱箱可以为槽式环形色谱柱箱,且其内可以包括预分离色谱柱31和主分离色谱柱32。预分离色谱柱31的输入端可以与十通阀22的三号孔位连通,预分离色谱柱31的输出端可以与十通阀22的六号孔位连通;主分离色谱柱32的输入端可以与十通阀22的七号孔位连通,主分离色谱柱32的输出端可以与检测装置4连通。
[0061]具体地,预分离色谱柱31可以为毛细管气相色谱柱,主分离色谱柱32也可以为毛细管气相色谱柱。此外,分离装置3还可以包括外部保温腔体、箱体外壳、温控元件和散热器;分离装置3可以通过箱体外壳的气路孔与外部装置连通,并通过制冷与加热的温控方式实现微型色谱柱箱的温度控制。
[0062]分离装置3的具体工作过程可以如下:定量环23中的气体样品依次进入分离装置3中的预分离色谱柱31和主分离色谱柱32,从而实现对气体样品中的目标物的分离。
[0063]进一步地,为了使检测装置4能够用于对分离出的目标物进行检测并产生电信号,如图2所示,检测装置4可以包括:检测器切换阀41,该检测器切换阀41的输入端可以与主分离色谱柱32的输出端连通;电子捕获检测器42,该电子捕获检测器42的输入端可以与检测器切换阀41的输出端连通。
[0064]此处需要补充说明的是,检测器切换阀41和采样切换阀21可以均为微型电磁阀组,该微型电磁阀组可以采用两个电磁阀与基座构成的方式;微型电磁阀组可以包括两个输入端、一个公共输出端和自身的排气口。
[0065]检测装置4的具体工作过程可以如下:由分离装置3分离出的目标物由检测器切换阀41进入电子捕获检测器42中,从而实现目标物的检测,进而实现大气中PAN、PPN和CCl4在线气相色谱分析。
[0066]实际应用时,为了便于大气中PANs和0:14在线气相色谱分析和标定系统的循环使用,如图2所示,大气中PANs和0:14在线气相色谱分析和标定系统,还可以包括:氦气供给装置11,该氦气供给装置11可以通过第四质量流量控制器94与十通阀22的八号孔位连通,从而为大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统提供载气;氮气供给装置12,该氮气供给装置12可以通过第五质量流量控制器95与十通阀22的四号孔位连通,从而为大气中PANs和0:14在线气相色谱分析和标定系统提供反吹气。同时,氮气供给装置12还可以通过第六质量流量控制器96与检测器切换阀41的输入端连通,从而为大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统提供平衡气;氮气供给装置12还可以通过第七质量流量控制器97与电子捕获检测器42的输入端连通,从而为大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统提供尾吹气。
[0067]其中,为了使大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统,不仅能够进行上述标准气体的标定分析,还能够进行环境大气13的检测分析,如图1和图2所示,光化学反应池102的输出端还可以与环境大气13连通;十通阀22的五号孔位也可以与环境大气13连通;检测器切换阀41的放空端也可以与环境大气13连通。
[0068]图3为本发明实施例提供的大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统处于第一工作状态时的结构示意图;图4为本发明实施例提供的大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统处于第二工作状态时的结构示意图。
[0069]图3中,十通阀22的二号孔位与一号孔位连通、四号孔位与三号孔位连通、六号孔位与五号孔位连通、八号孔位与七号孔位连通、十号孔位与九号孔位连通;图4中,十通阀22的三号孔位与二号孔位连通、五号孔位与四号孔位连通、七号孔位与六号孔位连通、九号孔位与八号孔位连通、一号孔位与十号孔位连通。
[0070]下面结合附图3和附图4对本发明实施例提供的大气中PANs和CCl4在线气相色谱分析和标定系统的工作过程进行详细描述。
[0071]第一步:采样通道的建立以及系统的准备。十通阀22的各号孔位分别置于图3所示位置,分离装置3的微型色谱柱箱的温度可以设定为5度;检测装置4的温度可以设定为40度;第四质量流量控制器94、第五质量流量控制器95、第六质量流量控制器96和第七质量流量控制器97分别设定为所需流量;检测器切换阀41切换至第六质量流量控制器96的输出端,并使第六质量流量控制器96与电子捕获检测器42连通。
[0072]第二步:PAN和CCl4标定气体的合成。开启光化学反应池102内设置的波长为285nm紫外灯;开启N0/CC14混合标准气体源装置103,开启第一质量流量控制器91并控制其流量;开启丙酮标准气体源装置104,开启第二质量流量控制器92并控制其流量;开启合成空气气体源装置105,开启第三质量流量控制器93并控制其流量;三种气体均匀通入光化学反应池102中,并合成一定浓度范围的PAN和CCl4标定气体。当标定工作结束后,关闭紫外灯、NOAXl4混合标准气体源装置103、丙酮标准气体源装置104、合成空气气体源装置105、以及第一质量流量控制器91、第二质量流量控制器92和第三质量流量控制器93。
[0073]第三步:气体样品的采集。开启采样切换阀21至标准气体(标定时)或环境大气(监测时);开启气体采样栗24 ;标准气体或环境大气中的环境气体通过采样切换阀21进入定量环23中。当完成气体样品的采集工作时,关闭气体采样栗24。
[0074]第四步:气体样品的分离和目标物的检测。转动十通阀22,使其各号孔位分别置于图4所示位置,第四质量流量控制器94输出的氦气载气,将定量环23中的气体样品输送至预分离色谱柱31中,随后进入主分离色谱柱32中;待成功完成分离后,目标物到达检测器切换阀41处,检测器切换阀41将分离后的目标物送入电子捕获检测器42中,实现目标物的检测。最后,通过信号处理装置5和数据显示存储装置8实现数据的显示存储,完成在线自动分离检测。
[0075]第五步,分离装置3和检测装置4的净化。转动十通阀22,使其各号孔位分别置于图3所示位置,检测器切换阀41切换至第六质量流量控制器96的输出端,并使第六质量流量控制器96与电子捕获检测器42连通,使氮气供给装置11中的氮气经第六质量流量控制器96进入电子捕获检测器42中;主分离色谱柱32内的气体直接放空;同时,氮气通过第五质量流量控制器95进入十通阀22中,并经过十通阀22的四号孔位进入预分离色谱柱31中,对其进行吹扫,最后经过十通阀22的五号孔位放空。
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